锤沿滑动柱（12)下落，依次撞击圆头上盘（15)，使弹簧（16)压缩，圆头下盘（18)撞击被测试 件，测力传感器(17)采用应变或相似的原理工作，能实时测量冲击力大小，并将其转换为一 组电阻信号，该信号再经由测试控制盒（2)中的桥路激励芯片（21)、电流-电压转换芯片 (22)及运算放大器芯片(23)各元件组成的信号调理电路变换为0-2.5V电压信号，再送入高 速A/D转换芯片(25)，在单片机(24)的控制下完成数据采集。
[0048] ?单片机(24)对上述采样数据实施中位值非线性滤波以及Butterworth低通滤波 处理后，捕获上述各作用力的峰值，最后据此计算出冲力吸收的比值，即可获得待测的震动 吸收系数。
[0049] ?震动吸收系数值计算方法:取若干次在被测地板及参考硬质地面上测得的结果 进行简单算术平均，再按如下公式计算待测运动地板样本的震动吸收系数值。
[0051]其中：
[0052] KAref:所测量地板震动吸收参数的参考结果，用百分比％表示 [0053 ] Fmaxl:作用于被测运动地板上的最大冲击力值，用牛顿N表示
[0054] Fmax2:作用于坚硬地面(如水泥地面)上的最大冲击力值，用牛顿N表示
[0055] 另:震动吸收参数值以整数的方式表示。
[0056]本测量仪中，撞击头端的直径为50mm± 1mm，撞击头采用硬质合金钢制作，表面平 整而坚硬。整个落锤装置，即落锤重物和撞击头的总重量为20±0. lkg。圆头上盘（15)安装 于弹簧（16)的上部，为一凸形的球状面，半径为100mm，同样采用硬质合金钢制成。弹簧（16) 的弹性系数，即胡克系数为2000±60N/mm，弹性形变力学范围为0~10kN。圆头下盘（18)的 表面形状为球形曲面，半径为500mm。震动测力装置整体直径为700±0· 1mm，总重量为3.0土 0.3kg;下部导管（19)的直径为71.0±0.1mm，以保证测力装置稳定下落。测力传感器采用应 变或相似的原理工作，测力范围〇~10KN;而电流-电压转换电路用于将测力传感器提供的 桥路电阻变化转换为0-2.5V电压信号，其信号频宽为O-lOOOHz。
[0057] 基于单片机的运动地板震动吸收测量仪安装有三脚架用于设备的固定，三脚架上 装有连接装置用于连接测试基座，三脚架上还装有调节螺丝，能进行垂直方向上的调整，此 测量仪的底座的轴线与每个三脚架轴线之间的距离至少为600mm。
[0058] 基于单片机的运动地板震动吸收测量仪中的落锤在提升、固定及释放时能够通过 位置调节装置来调节其起始高度，而落锤的底部同圆头上盘的上表面的距离为55 ± 0.25mm〇
[0059] 基于单片机的运动地板震动吸收测量仪使用时应垂直放置在被测运动地板及用 做参考的测试地面这样的测量平台上，并且在测量某个位置点的震动吸收参数值过程中不 能改变测量仪的位置，两次独立测量的间隔时间应至少为1分钟，在正式测量开始前，要做 一次不记录的初始载荷测试。一次测试结束后，应马上将落锤这样的负载从撞击接触点撤 离。
[0060] 作用于被测运动地板或参考硬质地面上的最大冲击力值是在被测试件的每个选 取测试点上测量三组以上数据，经算术平均后获得，供进行后期的计算。
[0061 ] 3)Butterworth 滤波器设计
[0062] Butterworth滤波器是电子滤波器的一种，特点是通频带内的频率响应曲线最大 限度平坦，没有起伏，而在阻频带则逐渐下降为零。是目前最为流行的一类数字滤波器，经 过离散化可以作为数字Butterworth滤波器，较模拟滤波器具有精度高、稳定、灵活、不要求 阻抗匹配等众多优点。对相同的通带最大衰减和阻带最小衰减，Butterworth滤波器具有单 调下降的幅频特性，且过渡带最宽。
[0063] Butterworth低通滤波器的幅度平方函数|Ha(jQ ) |2用下式表示：
[0065] Ν 为Butterworth滤波器的阶数。当 Ω = 〇 时，|Ha(j Ω ) | =1; Ω = Ω。时， |Ha(jD)| = l/Vi, Ω!3(1Β截止频率。Ω = Ω。时，Ω逐渐增大，幅度下降非常迅速。Ω、N同幅 度特性关系如附图3所示。N决定了幅度下降速度，N越大，通带就越平坦，过渡带也随之变 窄，阻带幅度同过渡带下降的速度越迅速，总体频响特性同理想低通滤波器的实际误差越 小。
[0066]采用脉冲响应不变法或双线性法可将如式(3)所示的模拟传递函数H(s)转换成如 式(4)所示的脉冲传递函数。
[0069] 本应用中，取通带截止频率为fp = 120Hz，阻带截止频率fs = 250,采样频率为 20KHz，通带纹波Rp = 0.5，最小阻带衰减Rs = 18，最后用脉冲响应不变法模数变换，得到：
[0070] 滤波器阶次N=4;
[0071] 式(4)中的分子多项式系数为：1 · 0e-005*[-0 · 0000，0 · 0695，0 · 2698，0 · 0655]
[0072] 式(4)中的分母多项式系数为：[1 · 0000，-3 · 8810，5 · 6502，-3 · 6569，0 · 8878]
[0073] 所设计数字滤波器的幅频特性曲线如附图4所示。
[0074] 5)信号调理器设计
[0075]信号调理器用于将测力传感器（17)输出的桥路电阻信号转换为0-2.5V电压信号， 以匹配高速A/D的采样范围。电路中，测力传感器给出的桥路电阻信号首先经XTR106芯片 (21)转换成4-20mA，再经由RCV420芯片（22)转换为0-5V电压信号，最后经低噪声低漂移运 算放大器(23)变换为2.5V。采用DC-DC电源模块将系统的24V直流电源变换为隔离的±12V 及+3.3V直流电源，为信号调理器提供工作电源，并可以提高测试仪的抗干扰能力。
[0076] 6)测量操作步骤
[0077] ?典型测试曲线
[0078]系统测试过程中，每一测点的典型的测试响应曲线应与附图5所示相似。在得到测 试曲线后，再经低通滤波后，搜索曲线中的最高点，即可获得待测的力值。
[0079] ?预备测试过程
[0080] 在坚硬地面上测量冲击力的参考值。
[0081] (1)对即将进行测试作业的仪器设备进行调校设置，使其能垂直竖立在坚硬混凝 土地面上。
[0082] (2)设置好重物落锤冲击头与圆头上盖冲击接触点之间的高度距离，具体参数值 约为55 ±0.25mm。试验作业开始时，重物落锤应能顺利进行自由落体运动并对圆头上盖的 接触面形成冲击载荷。
[0083] (3)测量并记录下在整个冲击过程中产生的力载荷峰值。
[0084] (4)重复(3)试验过程4次，记录后3个冲击力参数;之后，计算出后3个冲击力测量 值的算术平均结果，并将该结果表示为Fmax2。
[0085] (5)Fmax2参数值应在6.60±0.25KN的范围内，如果实际的测量和计算结果超出了 上述范围，则认为该结果无效。
[0086] ?测试过程
[0087]在被测运动地板样本上测量冲击力的大小。
[0088] (1)对试验设备进行调校设置，使其能垂直放置在测试样品的上方。
[0089] (2)设置好重物落锤冲击头与圆头上盖冲击接触点之间的高度距离，具体参数值 约为55 ±0.25mm。试验作业开始时，重物落锤应能顺利进行自由落体运动并对圆头上盖的 接触面形成冲击载荷。
[0090] (3)测量并记录下在整个冲击过程中产生的力载荷峰值。在冲击测试结束的10秒 内，应将重物重新移开，以便测试